Кобальт какой это витамин
Кобальт относится к биогенным микроэлементам, так как его содержание в организме человека не превышает 1,5 мг. Основная часть элемента находится в жировой и костной ткани, волосах и мышцах, в печени и поджелудочной железе. С возрастом содержание элемента уменьшается. Кобальт характеризуется низкой степенью всасывания. Выводится через почки. В сутки здоровому человеку требуется в среднем 0,2 мг элемента.
Роль кобальта в организме человека
Несмотря на небольшую потребность в микроэлементе, кобальт выполняет в организме человека важные функции. Первоочередное значение элемента связано с тем, что он входит в структуру витамина В12 (цианокобаламина). Поэтому основная биологическая функция элемента – участие в процессах кроветворения. Кобальт отвечает за образование эритроцитов, стимулируя кровообразование.
Помимо кроветворной функции кобальт важен для нормального функционирования желез внутренней секреции, в частности поджелудочной и щитовидной. С его участием происходит синтез инсулина в поджелудочной железе и выработка йодсодержащих гормонов в щитовидной.
Участвует элемент и в образовании первичной структуры молекул ДНК и РНК, в синтезе аминокислот, белков, жиров и углеводов.
Кобальт активизирует иммунные механизмы организма, повышая фагоцитарную активность лейкоцитов. Участвует в разрушении свободных радикалов и токсичных веществ в живых клетках.
Имеются данные о свойствах кобальта уменьшать содержание вредного холестерина в крови, предупреждая образование атеросклеротических бляшек на стенках кровеносных сосудов.
Влияет кобальт и на нервную систему, помогая бороться со стрессами. Такое влияние связано с тем, что элемент оказывает влияние на выработку адреналина в организме. Кроме того, кобальт входит в структуру миелиновой оболочки нервных клеток.
Имеются научные исследования, подтверждающие противораковую функцию кобальта. Элемент участвует в процессах распада образовавшихся раковых клеток и предупреждает рост новых опухолей.
Дефицит кобальта
Недостаток кобальта в организме связан в первую очередь с дефицитом витамина В12. Наблюдается дефицит элемента при обширных кровопотерях, авитаминозе В12, при нарушении метаболизма элемента в организме, гельминтозах. Часто недостатком кобальта страдают вегетарианцы, спортсмены.
Дефицит элемента приводит к следующим нарушениям в организме:
- анемия, нарушение кроветворения, низкий уровень гемоглобина в крови;
- бессонница, развитие неврозов, депрессии;
- аритмии, нарушение сердечной деятельности;
- повышение уровня холестерина в крови;
- атеросклероз;
- развитие вегето-сосудистой дистонии;
- нарушение выработки инсулина, предрасположенность к сахарному диабету;
- нарушение пищеварения, снижение веса, истощение;
- раннее старение, поседение волос.
Дефицит кобальта часто встречается в биогеохимических провинциях, бедных по содержанию элемента в почве. У животных при этом развивается акобальтоз, характеризующийся истощением скота, нарушением вкусового восприятия, анемией. В таких областях часто диагностируется недостаток кобальта у человека.
Продукты, богатые кобальтом
Источниками элемента являются следующие продукты питания:
- субпродукты (печень, почки), говядина;
- молоко и кисломолочные продукты, сливочное масло;
- яйца (сырой желток);
- зерновые культуры;
- бобовые (бобы, фасоль, горох);
- овощи: белокочанная капуста, шпинат, картофель, огурцы, редис;
- фрукты и ягоды (виноград, малина клюква, морошка, черная смородина);
- какао, чай.
На усвоение кобальта оказывает влияние кислая среда желудка. Ускоряют процессы всасывания элемента цинк и марганец. Витамин С предохраняет кобальт от разрушения в организме и способствует его депонированию в печени. Уменьшают ассимиляцию кобальта в организме калий и кортикостероиды.
Избыток кобальта
Избыток кобальта встречается намного реже. Повышенное количество кобальта может возникнуть при передозировке витамина В12. С продуктами питания получить избыток кобальта невозможно.
В условиях производства отравление кобальтом возможно в металлургической промышленности, при производстве стекла и цемента.
Избыток кобальта характеризуется следующими проявлениями:
- дерматиты аллергического происхождения;
- поражения органов дыхания, развитие бронхиальной астмы, склероза легких;
- сердечно-сосудистая недостаточность;
- неврит слухового нерва;
- увеличение щитовидной железы.
Витамины и препараты, содержащие кобальт
Как правило, препараты кобальта прописывают при различного рода анемиях и нарушениях кроветворной функции. К таким лекарственным формам относится:
- Коамид;
- Ферковен.
Входит кобальт и в состав поливитаминных комплексов:
- Компливит. Содержит 100 мкг кобальта в виде сульфата.
- Олиговит. Содержит 50 мкг элемента в виде сульфата кобальта.
Прием препаратов, содержащих кобальт, а также витаминно-минеральных комплексов должен производиться только по рекомендации лечащего врача.
Источник
История открытия
Соединения кобальта использовали еще в античные времена для окрашивания изделий из стекла. С кобальтовой рудой сталкивались немецкие горняки.
По внешнему виду эта руда была похожа на медную. Помимо кобальта в ней содержался мышьяк. При безуспешных попытках выплавить медь из такой руды выделялась токсичная окись мышьяка.
По тогдашним поверьям это были проделки горного духа, прячущегося в земных недрах гнома Кобольда. Сходная история была и с никелем.
Этот металл назвали именем другого представителя подземной нечисти, Никеля. В 1735 г. немецкий химик Брандт впервые получил чистый металл из кобальтовой руды.
Свойства
В периодической системе элементов Менделеева Со расположен в 9 группе 4 периода под №27. Его атомная масса равна 59. Он относится к т.н. группе переходных металлов с изменчивой валентностью. В большинстве соединений встречается двух и трехвалентный кобальт, Со (II), и Со (III).
Внешне это серебристо-белый металл со слабо выраженным красноватым оттенком. Его плотность равна 8,9 г/см3, а температура плавления 14930С. Хорошо поддается ковке и полировке. Устойчив к действию атмосферного кислорода и влаги.
Однако мелкий кобальтовый порошок на воздухе самовозгорается. Относится к ферромагнетикам – как и железо, обладает магнитными свойствами. В промышленности минерал и его соединения широко используют в производстве красителей, антикоррозийных сплавов.
По многим свойствам кобальт сходен с никелем. Он и встречается в руде с этим металлом. Помимо никеля ему часто сопутствуют другие металлы: железо, мель, хром, марганец. Всего известно более 30 кобальтсодержащих минералов. На долю Со приходится 1,8 x 10-3% массы земной коры. По этому показателю среди всех элементов таблицы Менделеева он занимает 34 место.
Физиологическое действие
В организме человека сдержится 14 мг Со. Значительная часть микроэлемента включена в состав вит. В12. Этот витамин в своем роде уникален. Только он в своем составе содержит металл. Этот металл – кобальт. Его наличие даже отображено в названии вит. В12, ЦианоКОБАЛамин. Многими своими эффектами вит. В12 обязан кобальту.
Прежде всего, это кроветворение. Вит. В12 еще называют внутренним фактором Кастла (в других источниках – Кастля). Вместе с внешним фактором Кастла, специфическим белком, он обеспечивает синтез эритроцитов в красном костном мозге. Благодаря Со в составе Цианокобаламина образуются зрелые эритроциты правильной формы.
Такие эритроциты более устойчивы к повреждающим факторам, дольше живут, и транспортируют необходимое количество кислорода к тканям. При этом предотвращается кислородная недостаточность или гипоксия тканей. Кроветворная функция кобальта в немалой степени обусловлена еще и тем, что он улучшает усваивание железа.
Не только эритроциты, но и лейкоциты увеличиваются под его действием. Это положительно отражается на иммунной защите, сопротивляемости организма болезнетворным бактериям, вирусам, грибкам. По некоторым сведениям эффективность антибиотиков под действием кобальта усиливается.
Минерал включен в состав не только Цианокобаламина, но и многих белков, обладающих ферментативной активностью. Наряду с другими микроэлементами он способствует сохранности дисульфидных белковых групп.
Эти группы еще называют S-S группами. Они образованы двумя атомами серы. Благодаря дисульфидным группам молекула белка сохраняет свою структуру, а само белковое вещество (фермент, гормон) может выполнять свою функцию.
Кобальт укрепляет стенки сосудов, снижает их проницаемость. Помимо этого он угнетает синтез низкоплотного холестерина, и тем самым предотвращает сосудистый атеросклероз. Благодаря микроэлементу усиливается сократимость миокарда, улучшается кровоснабжение органов и тканей.
Со влияет на функцию органов эндокринной системы, регулирует обмен веществ. Он оптимизирует секрецию инсулина и глюкагона поджелудочной железой, и тем самым нормализует уровень сахара крови, предотвращает сахарный диабет.
Функцию щитовидки Со наоборот, угнетает. Он снижает продукцию щитовидного гормона тироксина. Возможно, это связано с тем, что кобальт ухудшает усваивание йода, необходимого для синтеза щитовидных гормонов.
Снижение уровня тироксина сопровождается анаболизмом белка. Белковые соединения не распадаются на аминокислоты, а наоборот, откладываются в тканях. Это позитивно сказывается на состоянии скелетных мышц. Увеличивается их объем, повышается сила и выносливость.
Состояние костей под влиянием кобальта тоже улучшается. В детском и юношеском возрасте микроэлемент способствует росту костей, а в дальнейшем поддерживает на должном уровне их прочность.
Вместе с некоторыми питательными веществами (нутриентами) кобальт участвует в образовании миелина. Миелиновая оболочка покрывает нервные волокна. Благодаря этой оболочке становится возможным проведение импульсов по волокнам центральной и периферической нервной системы.
Со участвует в процессах переваривания пищи, облегчает всасывание многих нутриентов в ЖКТ (желудочно-кишечном тракте). Микроэлемент помогает печени нейтрализовать токсины. По некоторым данным, кобальт повышает аппетит, т.к. способствует выделению пищеварительных соков.
Кобальт защищает нуклеиновые кислоты, ДНК и РНК от действия повреждающих факторов, и нормализует рост и деление клеток. Под действием этого микроэлемента ускоряется заживление тканей. С другой стороны, он предотвращает появление атипичных клеток и бурный опухолевый рост.
Кроме того, кобальт снижает риск генных и хромосомных мутаций у плода. Имеются ведения о позитивном влиянии препарата на созревание сперматозоидов у мужчин.
Суточная потребность
Потребность в кобальте согласно различным источникам несущественно различается, и находится в пределах 30-300 мкг. Институт питания АМН РФ определяет ее в 100-200 мкг.
Причины и признаки дефицита
Дефицит Со в значительной степени связан с патологией ЖКТ. Всасывание в 12-перстной кишке происходит под действием кислоты желудочного сока. При гипоацидных атрофиченских гастритах, протекающих с пониженной кислотностью, кобальт будет плохо всасываться. То же самое будет при хроническом воспалении 12-перстной кишки, дуодените, а также при язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки.
Нерациональное питание тоже может стать причиной кобальтового дефицита. Хотя некоторые растительные продукты (зерновые, овощи, орехи) тоже содержат этот продукт, больше всего его в животной пище – мясе, мясных субпродуктах, рыбе.
Поэтому вегетарианство отрицательно сказывается на кобальтовом балансе. Физические нагрузки, кровопотеря, инфекционные заболевания сопровождаются усиленным расходом Со, и могут привести к относительному недостатку кобальта. То же самое происходит при злоупотреблении алкоголем, курении.
Недостаток кобальта тесно связан с авитаминозом вит. В12. Развивается анемия (малокровие). Пациенты жалуются на общую слабость, одышку, головокружение, учащенное сердцебиение, шум в ушах.
Физические нагрузки сопровождаются одышкой, мышечными болями. В редких случаях анемия принимает стойкий характер (злокачественная или пернициозная анемия Аддисона-Бирмера).
Аппетит снижен. Из-за нарушения функции печени пациенты жалуются на тошноту, вздутие живота. Пищеварительные расстройства приводят ко вторичному дефициту многих других нутриентов. Снижается иммунитет. Возрастает риск сахарного диабета, злокачественных новообразований. Дети с кобальтовым дефицитом отстают в росте и в развитии.
Источники поступления
Кобальт поступает к нам в составе растительных и животных продуктов.
Содержание Со в 100 г пищевых продуктов
| Продукт | Содержание, мкг/100 г |
| Перепел | 25 |
| Утка | 9 |
| Курица | 12 |
| Кролик | 16,2 |
| Гусь | 11 |
| Говядина | 7 |
| Мозги говяжьи | 6 |
| Почки говяжьи | 8,8 |
| Сердце свиное | 5 |
| Баранина | 6 |
| Кальмар | 95 |
| Тунец | 40 |
| Треска | 30 |
| Салака | 25 |
| Кета, горбуша, судак, скумбрия, щука | 20 |
| Молоко коровье | 0,8 |
| Творог, кефир, простокваша | 1 |
| Яйца куриные | 10 |
| Яйца перепелиные | 14 |
| Соя | 31,2 |
| Фасоль | 18,7 |
| Горох | 13,1 |
| Пшено шлифованное | 8,3 |
| Рис | 6,9 |
| Пшеница | 5,4 |
| Рожь | 7,6 |
| Перловая крупа | 1,8 |
| Грецкий орех | 7,3 |
| Фундук | 12,3 |
| Чеснок | 9 |
| Лук зеленый | 7 |
| Лук репчатый | 5 |
| Томаты | 6 |
| Картофель | 5 |
| Редис, перец сладкий, капуста белокочанная | 3 |
Нетрудно заметить, что в животной пище микроэлемента больше, чем в растительной. Для лучшего усваивания кобальта желательно употреблять продукты, богатые вит. С, например, цитрусовые.
Синтетические аналоги
Основные кобальтсодержащие препараты: Кобальт-Коамид и Ферковен. В Кобальт-Коамид данный микроэлемент сочетается с никотиновой кислотой. Препарат выпускают в виде порошка для приготовления инъекционного раствора. Ферковен – ампульный раствор для внутривенных инъекций. Это комбинация глюконата кобальта и сахарата железа.
Синтетический Цианокобаламин в виде ампульного раствора тоже подходит на роль поставщика кобальта. Цианокобаламин, Кобальт-Коамид и Ферковен используют в лечении анемий, связанных с дефицитом железа, витВ12, пищевым голоданием (алиментрная, гипохромная, пернициозная или Аддисона-Бирмера анемия). Кроме того, кобальт включен состав многих витамино-минеральных комплексных препаратов (Компливит, Олиговит, и др.).
Метаболизм
Всасывание поступившего с пищей осуществляется в 12-перстной кишке. Чем выше кислотность желудочного сока, тем быстрее идет процесс всасывания. Однако усваивается не более 20-25% от общего количества. Остальное, так и не всосавшись, выводится кишечником.
Некоторая часть находящегося в кишечнике микроэлемента используется микрофлорой для синтеза Цианокобаламина. Правда, такой витамин усваивается плохо. Ведь всасывание вит. В12 осуществляется в тонком кишечнике, а синтезируется он кишечной микрофлорой в толстом. В организме Со связывается с белками и с аминокислотами, и распределяется неравномерно.
В основном он концентрируется во внутренних органах – печени, поджелудочной железе, почках и надпочечниках. Много Со в костях, в мышцах, в лимфатических узлах, а также в подкожной жировой клетчатке. Выводится микроэлемент в основном с калом, и в меньшей степени – с мочой.
Взаимодействие с другими веществами
При сочетании с вит. С, В5 и В9 происходит взаимное усиление эффектов со стороны кроветворения, иммунитета, нервной системы, и опорно-двигательного аппарата. Кроме того, вит. С защищает кобальт от разрушения, и способствует его отложению во внутренних органах. Вместе с медью и железом он участвует в кроветворении. Железо усиливает эффекты кобальта. Вместе с марганцем укрепляет волосы, предотвращает появление седины. Цинк и марганец улучшают усваивание. Он негативно влияет на обмен йода. Поэтому комбинация этих двух микроэлементов нежелательна.
Признаки избытка
Даже чрезмерный прием продуктов, богатых Со, не способен привести к избытку этого микроэлемента. Исключения составляют случаи чрезмерного употребления пива. В последние десятилетия производители этого напитка начали использовать соединения кобальта в качестве пенообразователей. Из-за этого у многих любителей пива участились случаи поражения миокарда (кардиомиопатий).
В редких случаях избыток Со формируется из-за передозировки кобальтсодержащих средств и вит. В12. А основная причина – работа на вредных производствах (химическая, металлургическая промышленность, изготовление стекла, цемента). При этом кобальтовые соединения, в повышенной концентрации содержащиеся в воздухе, поступают в организм ингаляционно.
Из-за раздражения дыхательных путей возникает одышка, сухой кашель. При длительной интоксикации развивается хронический бронхит, бронхиальная астма. Легочная ткань замещается соединительной тканью, склерозируется (пневмосклероз). Возрастает опасность рака легких. Зачастую увеличивается в размерах щитовидная железа (зоб).
Избыточная продукция эритроцитов в костном мозге приводит к сгущению крови. Чем гуще кровь, тем быстрее в ней образуются тромбы. Тромбоз коронарных и церебральных (сердечных и мозговых) сосудов – причина инфаркта миокарда и мозгового инсульта. Ухудшается работа ЖКТ, страдают почки. Снижается иммунитет. Появляются признаки раннего старения (бледная морщинистая кожа, седые волосы).
Первое, что нужно сделать при кобальтовой интоксикации – прекратить поступление этого микроэлемента в организм. При производственных отравлениях потребуется сменить работу. Освободить организм от излишков Со поможет рис, растительные отвары (ромашка, календула, облепиха, шиповник), а также овощи и фрукты, богатые пектином.
Интересный факт. В 50-годы прошлого века физики-ядерщики разработали концепцию кобальтовой бомбы. Это термоядерный заряд с оболочкой из обычного кобальта. Но при ядерном взрыве он преобразуется в радиоактивный изотоп, кобальт -60. Это высокорадиоактивное вещество. Даже при маломощном взрыве происходит сильное заражение местности.
К счастью, идея кобальтовых бомб не воплотилась в практику, и так осталась теорией. Ведь радиоактивный кобальт быстро разносится по обширным территориям, и накапливается в растениях, организме животных и человека. Поэтому даже испытания такого оружия на фиксированной местности без каких-либо разрушений способны уничтожить все живое на планете.
Дата публикации: 2018-07-18
Последнее изменение: 2020-01-15
Дорогие друзья. Статья не является медицинским советом и не может служить заменой консультации с врачом.
Источник
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 23 февраля 2020;
проверки требуют 6 правок.
| Кобальт | ||||
|---|---|---|---|---|
| ← Железо | Никель → | ||||
| ||||
| Блестящий, серебристо-белый металл | ||||
Элементарный кобальт | ||||
| Название, символ, номер | Кобальт / Cobaltum (Co), 27 | |||
| Атомная масса (молярная масса) | 58,933194(4) а. е. м. (г/моль) | |||
| Электронная конфигурация | [Ar] 3d7 4s2 | |||
| Радиус атома | 125 пм | |||
| Ковалентный радиус | 116 пм | |||
| Радиус иона | (+3e) 63 (+2e) 72 пм | |||
| Электроотрицательность | 1,88 (шкала Полинга) | |||
| Электродный потенциал | E0(Co2+/Co) = −0,277 В | |||
| Степени окисления | 3, 2, 0, −1 | |||
| Энергия ионизации (первый электрон) | 758,1 (7,86) кДж/моль (эВ) | |||
| Плотность (при н. у.) | 8,9 г/см³ | |||
| Температура плавления | 1768 K | |||
| Температура кипения | 3143 K | |||
| Уд. теплота плавления | 15,48 кДж/моль | |||
| Уд. теплота испарения | 389,1 кДж/моль | |||
| Молярная теплоёмкость | 24,8[1] Дж/(K·моль) | |||
| Молярный объём | 6,7 см³/моль | |||
| Структура решётки | гексагональная | |||
| Параметры решётки | a=2,505 c=4,089 Å | |||
| Отношение c/a | 1,632 | |||
| Температура Дебая | 385 K | |||
| Теплопроводность | (300 K) 100 Вт/(м·К) | |||
| Номер CAS | 7440-48-4 | |||
Ко́бальт — химический элемент с атомным номером 27[2]. Принадлежит к 9-й группе периодической таблицы химических элементов (по устаревшей короткой форме периодической системы принадлежит к побочной подгруппе VIII группы, или к группе VIIIB), находится в четвёртом периоде таблицы. Атомная масса элемента 58,933194(4) а. е. м.[3]. Обозначается символом Co (от лат. Cobaltum). Простое вещество кобальт — серебристо-белый, слегка желтоватый металл с розоватым или синеватым отливом. Существует в двух кристаллических модификациях: α-Co с гексагональной плотноупакованной решёткой, β-Co с кубической гранецентрированной решёткой, температура перехода α↔β 427 °C[1].
Происхождение названия[править | править код]
Название «кобальт» происходит от нем. Kobold — домовой, гном.
При обжиге содержащих мышьяк кобальтовых минералов выделяется летучий ядовитый оксид мышьяка. Руда, содержащая эти минералы, получила у горняков имя горного духа Кобольда. Древние норвежцы приписывали отравления плавильщиков при переплавке серебра проделкам этого злого духа. В этом происхождение названия кобальта схоже с происхождением названия никеля.
В 1735 году шведский минералог Георг Брандт сумел выделить неизвестный ранее металл, который назвал кобальтом. Он выяснил также, что соединения именно этого элемента окрашивают стекло в синий цвет — этим свойством пользовались ещё в древних Ассирии и Вавилоне.
История[править | править код]
Соединения кобальта известны человеку с глубокой древности. Синие кобальтовые стёкла, эмали, краски находят в гробницах Древнего Египта. Так, в гробнице Тутанхамона нашли много осколков синего кобальтового стекла; неизвестно, было ли приготовление стёкол и красок сознательным или случайным.
Первое приготовление синих красок относится к 1800 году.
Нахождение в природе[править | править код]
Массовая доля кобальта в земной коре 4⋅10−3%.
Кобальт входит в состав минералов: каролит CuCo2S4, линнеит Co3S4, кобальтин CoAsS, сферокобальтит CoCO3, смальтин CoAs2, скуттерудит (Co, Ni)As3 и других. Всего известно около 30 кобальтосодержащих минералов.
Кобальту сопутствуют мышьяк, железо, никель, хром, марганец и медь.
Содержание в морской воде приблизительно (1,7)⋅10−10%.
Месторождения[править | править код]
60% разведанных запасов кобальта находятся в Конго (6 млн т.)[4]. Кроме того известны месторождения в Австралии (1 млн т.), Кубе (500 тыс. т.), Филиппинах (290 тыс. т.), Канаде (270 тыс. т.), Замбии (270 тыс. т.), России (250 тыс. т.), а также в США, Франции и Казахстане[5].
Получение[править | править код]
Кобальт получают в основном из никелевых руд, обрабатывая их растворами серной кислоты или аммиака. Также используются методы пирометаллургии.
Для отделения от близкого по свойствам никеля используется хлор, хлорат кобальта(II) (Co(ClO3)2) выпадает в осадок, а соединения никеля остаются в растворе.
Стоимость металлического кобальта[править | править код]
Из-за политической ситуации в бассейне реки Конго в конце 1970-х годов цена на кобальт за год поднялась на 2000 %.
На 15 января 2018 года стоимость кобальта на мировом рынке, по данным London Metal Exchange, составляет 75 000 долл./т[6].
Физические свойства[править | править код]
Кобальт — твёрдый металл, существующий в двух модификациях. При температурах от комнатной до 427 °C устойчива α-модификация. При температурах от 427 °C до температуры плавления (1494 °C) устойчива β-модификация кобальта (решётка кубическая гранецентрированная). Кобальт — ферромагнетик, точка Кюри 1121 °C. Желтоватый оттенок ему придаёт тонкий слой оксидов.
Изотопы[править | править код]
Кобальт имеет только один стабильный изотоп — 59Co (изотопная распространённость 100[7] %). Известны ещё 22 радиоактивных изотопа кобальта. Искусственный изотоп кобальт-60 широко применяется как источник жесткого гамма-излучения для стерилизации, в медицине в гамма-ножах, гамма-дефектоскопии и т. п.
Химические свойства[править | править код]
Оксиды[править | править код]
- На воздухе кобальт окисляется при температуре выше 300 °C.
- Устойчивый при комнатной температуре оксид кобальта представляет собой сложный оксид Co3O4, имеющий структуру шпинели, в кристаллической структуре которого одна часть узлов занята ионами Co2+, а другая — ионами Co3+; разлагается с образованием CoO при температуре выше 900 °C.
- При высоких температурах можно получить α-форму или β-форму оксида CoO.
- Все оксиды кобальта восстанавливаются водородом:
- Оксид кобальта(III) можно получить, прокаливая соединения кобальта (II), например:
Другие соединения[править | править код]
- При нагревании кобальт реагирует с галогенами, причём соединения кобальта (III) образуются только с фтором.
- С серой кобальт образует 2 различных модификации CoS. Серебристо-серую α-форму (при сплавлении порошков) и чёрную β-форму (выпадает в осадок из растворов).
- При нагревании CoS в атмосфере сероводорода получается сложный сульфид Со9S8.
- С другими окисляющими элементами, такими, как углерод, фосфор, азот, селен, кремний, бор, кобальт тоже образует сложные соединения, являющиеся смесями, где присутствует кобальт со степенями окисления 1, 2, 3.
- Кобальт способен растворять водород, не образуя химических соединений. Косвенным путём синтезированы два стехиометрических гидрида кобальта CoH2 и CoH.
- Растворы солей кобальта CoSO4, CoCl2, Со(NO3)2 придают воде бледно-розовую окраску, поскольку в водных растворах ион Co2+ существует в виде аквакомплексов [Co(H2O)6]2+ розового цвета. Растворы солей кобальта в спиртах тёмно-синие. Многие соли кобальта нерастворимы.
- Кобальт образует комплексные соединения. В степени окисления +2 кобальт образует лабильные комплексы, в то время как в степени окисления +3 — очень инертные. Это приводит к тому, что комплексные соединения кобальта(III) практически невозможно получить путём непосредственного обмена лигандов, поскольку такие процессы идут чрезвычайно медленно. Наиболее известны аминокомплексы кобальта.
Наиболее устойчивыми комплексами являются лутеосоли (например, [Co(NH3)6]3+) жёлтого цвета и розеосоли (например, [Co(NH3)5H2O]3+) красного или розового цвета.
- Также кобальт образует комплексы с CN−, NO2− и многими другими лигандами. Комплексный анион гексанитрокобальтат [Co(NO2)6]3− образует нерастворимый осадок с катионами калия, что используется в качественном анализе.
Применение[править | править код]
- Специальные сплавы и стали — главное применение кобальта.
- Легирование стали кобальтом повышает её твердость, износо- и жаростойкость[8]. Из кобальтовых сталей создают обрабатывающий инструмент: свёрла, резцы, и т. п.
- Сплавы кобальта и хрома получили собственное название стеллит[8]. Они обладают высокой твёрдостью и износостойкостью. Также благодаря коррозионной стойкости и биологической нейтральности некоторые стеллиты применяются в протезировании (см. Виталлиум (англ.)русск.).
- Некоторые сплавы кобальта, например, с самарием или эрбием, проявляют высокую остаточную намагниченность, то есть они пригодны для изготовления мощных жаростойких постоянных магнитов (см. Самариево-кобальтовый магнит (англ.)русск.). Также в качестве магнитов используют сплавы на основе железа и алюминия с кобальтом, например альнико[8].
- Кобальт применяется при изготовлении химически стойких сплавов[8].
- Кобальт и его соединения применяются в никель-кадмиевых и некоторых конструкциях литий-ионных аккумуляторов.
- Соединения кобальта широко применяются для получения ряда красок и при окраске стекла и керамики[8]. Например, тенарова синь.
- Кобальт применяется как катализатор химических реакций в нефтехимии, промышленности полимеров и других процессах.
- Силицид кобальта — отличный термоэлектрический материал, он позволяет производить термоэлектрогенераторы с высоким КПД.
- Искусственный изотоп кобальт-60 широко применяется как источник жёсткого гамма-излучения для стерилизации, в медицине в гамма-ножах, гамма-дефектоскопии, облучении продуктов питания и т. п.
Использование кобальта в декорировании керамики и стекла[править | править код]
Существует мнение, что впервые кобальт был использован в Месопотамии на рубеже III и II тысячелетий до нашей эры. Оттуда технологические приемы соединять кобальт с медью распространились в древний Египет. С помощью кобальта получалось имитировать лазурит и бирюзу, пользовавшиеся популярностью у египтян. Археологи находили в Ниневии керамические таблички, на которых рассказывалось о получении искусственного лазурита и сапфиров. Эти таблички датированы VII веком до нашей эры. Античные и венецианские стеклодувы активно использовали кобальт.
В Китае использование кобальта для окраски изделий из керамики началось одновременно с распространением фарфора. Это произошло во время эпохи Тан (618-907 г. н.э.). Во время правления монгольской династии Юань (1280 — 1368 гг.) началось использование кобальта для подглазурной росписи. Расцвет производства фарфора с синей подглазурной росписью пришелся на эпоху Мин (1368 — 1644 гг.). На распространение кобальта повлияло открытие месторождения залежей руды неподалеку от Цзиндэчжэня. В XVII веке получил распространение прием blue poudre (soufle). Кобальтовый порошок задувался на влажную поверхность фарфора с помощью бамбуковой трубочки, конец который закрывался шелковой тряпкой. Кобальт ложился на изделие неравномерно тонким слоем, что давало эффект мерцания.
Кобальт активно использовался и в Японии. Причем по заказу Ост-Индской компании выполнял роспись в стиле китайских мастеров, на изделия которых был особенный спрос[9].
Биологическая роль[править | править код]
Кобальт — один из микроэлементов, жизненно важных организму. Он входит в состав витамина B12 (кобаламин). Кобальт задействован при кроветворении, функциях нервной системы и печени, ферментативных реакциях. Потребность человека в кобальте — 0,007—0,015 мг ежедневно. В теле человека содержится 0,2 мг кобальта на каждый килограмм массы тела. При отсутствии кобальта развивается акобальтоз.
Токсикология[править | править код]
Кобальт и его соединения токсичны. Известны также соединения, обладающие канцерогенным и мутагенным действием (например, сульфат).
В 1960-х годах соли кобальта использовались некоторыми пивоваренными компаниями для стабилизации пены. Регулярно выпивавшие более четырёх литров пива в день получали серьёзные побочные эффекты на сердце, и, в отдельных случаях, это приводило к смерти. Известные случаи т. н. кобальтовой кардиомиопатии в связи с употреблением пива происходили с 1964 по 1966 годы в Омахе (штат Небраска), Квебеке (Канада), Левене (Бельгия), и Миннеаполисе (штат Миннесота). С тех пор его использование в пивоварении прекращено и в настоящее время является незаконным[10][11].
ПДК пыли кобальта в воздухе 0,5 мг/м³, в питьевой воде допустимое содержание солей кобальта 0,01 мг/л.
Токсическая доза (LD50 для крыс) — 50 мг.
Особенно токсичны пары октакарбонила кобальта Со2(СО)8.
Примечания[править | править код]
- ↑ 1 2 Химическая энциклопедия: в 5 т / Кнунянц И. Л.. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 414. — 671 с. — 100 000 экз.
- ↑ Таблица Менделеева на сайте ИЮПАК.
- ↑ Meija J. et al. Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2016. — Vol. 88, no. 3. — P. 265—291. — doi:10.1515/pac-2015-0305.
- ↑ tech firms sued over DR Congo cobalt mining deaths, BBC, 17.12.2019
- ↑ Предсказан стремительный рост цен на смартфоны
- ↑ London Metal Exchange: Home (англ.). www.lme.com. Дата обращения 15 января 2018.
- ↑ Audi G., Kondev F. G., Wang M., Huang W. J., Naimi S. The Nubase2016 evaluation of nuclear properties (англ.) // Chinese Physics C. — 2017. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030001-1—030001-138. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001. — Bibcode: 2017ChPhC..41c0001A.
- ↑ 1 2 3 4 5 Применение кобальта
- ↑ Вечный кобальт на хрупком фарфоре. Н. Павлухина. Антиквариат, предметы искусства и коллекционирования. № 3(65), 2009 г. С. 4 — 17
- ↑ Разные вопросы Архивная копия от 1 февраля 2010 на Wayback Machine // truealcohol.land.ru.
- ↑ Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 14 ноября 2001 г. N 36 «О введении в действие санитарных правил» (с изменениями и дополнениями).
Ссылки[править | править код]
- Кобальт на Webelements
- Кобальт в Популярной библиотеке химических элементов
Источник